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Estudio de factibilidad e Instalación de Equipos para la producción de Pellets de la Pulpa de Café
Informe final
INFORME FINAL DEL PROYECTO
ES 3.16 ESTUDIO DE FACTIBILIDAD E INSTALACIÓN DE EQUIPOS
PARA LA PRODUCCIÓN DE PELLETS DE LA PULPA DE CAFÉ
DESARROLLADO EN EL BENEFICIO ATAPASCO PROPIEDAD DE
CAFECO S.A. DE C.V.
PRESENTADO POR:
DIMMA S.A. DE C.V.
San Salvador ,25 de Noviembre del 2008
Estudio de factibilidad e Instalación de Equipos para la producción de Pellets de la Pulpa de Café
Informe final
Índice
Tema Pág.
Introducción 1
1. Objetivos generales del proyecto
2
2. Consideraciones y metodología para lo obtención de la pulpa
3
2.1 Proceso de secado de la pulpa 7
2.2 Identificación de los equipos a utilizar para el secado de la pulpa 8
2.2.1 Evaluación del exprimidor de pulpa 8
2.2.2 Evaluación de la secadora mecánica 9
2.2.3 Comparación de resultados 9
2.2.4 Evaluación del secado en patios 10
2.2.5 Balance de energía del proceso de secado 12
2.2.5.1 Proceso de presecado mecánico (usando exprimidor) y secado en patios 13
2.2.5.2 Proceso de presecado mecánico (usando oreadora) y secado en patios 13
2.2.5.3 Proceso de secado en patios 14
2.2.6 Almacenamiento 16
2.2.7 Peletización de la pulpa 18
3. Diseño recomendado para el proceso de secado de la pulpa en el beneficio Atapasco
19
3.1 Evaluación técnica 19
3.2 Evaluación económica 21
3.3 Inversiones realizadas en el proyecto 22
3.4 Inversiones a realizar 22
3.4.1 Para el proceso de secado 22
3.4.2 Para el proceso de peletizacion 23
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Tema Pág.
4. Recomendaciones para el uso de la pulpa seca 24
5. Sumario
25
Anexos
Anexo 1.
Análisis químico de la pulpa
28
Anexo 2
Cuadros de evaluación de costos para los procesos de secado desarrollados en el beneficio
30
Índ Índice de cuadros
Pág.
Cuadro 1. Composición del grano de café uva. 3
Cuadro 2. Rangos de humedad de la pulpa de acuerdo al proceso de generación y
transporte en el tren húmedo (proceso de despulpa).
4
Cuadro 3. Cuadro comparativo de la pulpa secada en patios y en la zona de acopio. 7
Cuadro 4. Datos del exprimidor de pulpa. 8
Cuadro 5. Datos correspondientes al proceso de oreado de pulpa. 9
Cuadro 6. Comparación de los dos equipos probados en la etapa de presecado mecánico 9
Cuadro 7. Balance de materia en el proceso de secado en patios de la pulpa 11
Cuadro 8. Balance de energía del proceso de secado, utilizando un proceso de presecado
mecánico (exprimidor).
13
Cuadro 9. Balance de energía del proceso de secado, utilizando un proceso de presecado
mecánico (oreadora).
14
Cuadro 10. Balance de la energía consumida en el proceso de secado. 14
Cuadro 11. Diferencia en la demanda hora/hombre en los tres procesos de secado. 15
Cuadro 12. Condiciones de humidificación en el almacenamiento. 16
Cuadro 13. Costos por quintal de pulpa seca . 21
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Índ Índice de cuadros
Pág.
Cuadro 14. Inversiones realizadas en el proyecto. 22
Cuadro 15. Costo de inversión de una planta peletizadora de pulpa. 23
Cuadro A1-1. Composición química del pellet compuesto. 29
Cuadro A2-1. Costos de operación del proceso de secado de pulpa en patio. 31
Cuadro A2-2. Costos de operación del proceso de secado utilizando presecado con una
oreadora.
31
Cuadro A2 – 3. Costos de operación del proceso de secado utilizando presecado con un
exprimidor
31
Índice de gráficos
Pág.
Grafico 1. Curva de secado de pulpa en patios. 12
Índice de figuras
Figura 1. Diagrama de flujo del proceso recomendado de secado de pulpa para el beneficio
ATAPASCO
20
Figura 2. Balance general del proceso. 26
Índice de fotos
Foto 1. Zona de acopio de la pulpa. 5
Foto 2. Conductor helicoidal para extraer la pulpa del tren de despulpe 6
Foto 3 .Tractor utilizado para transportar la pulpa 6
Foto 4. Secado de la pulpa en patios. 10
Foto 5. Bodega. 17
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1
Introducción
El presente reporte tiene como objetivo recopilar los datos obtenidos en la implementación de las
diferentes alternativas del secado de la pulpa para la producción de pellets del proyecto
denominado:
“ES 3.16 Estudio de factibilidad e Instalación de Equipos para la producción de Pellets de la Pulpa
de Café”
El propósito de la implementación de alternativas en el secado de la pulpa, fue identificar los
equipos para obtener pulpa al 12% de humedad, de manera técnica, rentable y ambiental, y así
utilizar un residuo que actualmente provoca impactos negativos al medio ambiente, durante su
almacenaje y transporte, además de eliminar el uso de combustible como son la madera o el
diesel, utilizados actualmente para producir energía calorífica en el proceso de producción de café.
También se incluyen los datos obtenidos del análisis químico de la pulpa, proceso del secado de la
pulpa, balances de energía y masa, condiciones de almacenamiento, datos de las pruebas de
peletizaciòn, costos por quintal de pulpa seca obtenida, inversiones realizadas en el proyecto,
recomendaciones y sumario.
En el primer reporte se presentaron los datos del secado de la pulpa y las alternativas de secado.
En este reporte final se incluyen toda la información para la selección del equipo a instalarse para
el proceso de secado de la pulpa en el Beneficio Atapasco.
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1. Objetivos generales del proyecto.
Para la selección de los equipos a utilizarse en el proyecto se cumplieron los siguientes objetivos:
1.1 Ubicación del área de tratamiento de la pulpa antes de ser peletizada.
1.2 Evaluación de diferentes condiciones de la pulpa para ser optimo el proceso de
peletizaciòn como por ejemplo: humedad y composición química.
1.3 Evaluación del uso de un exprimidor de pulpa, para la disminución del contenido de agua
de ésta, antes del proceso de secado.
1.4 Evaluación de secadora mecánica para el presecado de la pulpa.
1.5 Evaluación del uso de patios para el secado.
1.6 Evaluación de la metodología del transporte desde el beneficio hasta el área del proceso
secado y de aquí hasta el área de almacenaje.
1.7 Condiciones de almacenamiento de la pulpa.
1.8 Manejo de subproductos.
1.9 Establecimiento de la humedad optima alcanzable de la pulpa utilizando diferentes
procesos, evaluando los tiempos y costos de cada proceso.
1.10Obtención del diseño del sistema de procesamiento de la pulpa con su evaluación técnica
y económica.
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2. Consideraciones y metodología para la obtención de la pulpa.
La pulpa corresponde al 40 % en peso del fruto del café y su composición en el grano es la
siguiente:
Componente % Base húmeda % Base seca
Pulpa 40.00 29.00
Mucilago 21.5 4.00
Cascarilla 6.10 12.00
Grano oro 32.40 55.00
Cuadro 1. Composición del grano de café uva.
La pulpa es removida del grano por el proceso conocido como despulpe el cual se realiza en
equipos conocidos como pulperos los cuales pueden trabajar utilizando agua o en seco, la pulpa
por su composición absorbe fácilmente agua, como se demuestra en el siguiente cuadro:
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Cuadro 2. Rangos de humedad de la pulpa de acuerdo al proceso de generación y transporte en el
tren húmedo .
En el beneficio Atapasco se ha implementado el transporte del café uva y el despulpe en seco,
antes del despulpe se utiliza agua únicamente para la clasificación del café, donde la pulpa aun
esta en el grano uva.
La pulpa que no es utilizada en el proyecto, es transportada hacia el lugar de acopio donde se
fermenta y deshidrata, generando vectores como insectos y malos olores, en la foto 1 se observa
la zona de acopio utilizada en las temporadas anteriores.
Estado dela pulpa Rango de humedad
%
Natural en el fruto 72 – 76
Proceso con despulpe y transporte en
seco.
72 – 76
Proceso con despulpe en seco y
transporte con agua.
83 – 85
Proceso con despulpe utilizando agua y
transporte en seco
84 - 86
Proceso con despulpe y transporte con
agua.
86 – 90
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Foto 1. Zona de acopio de la pulpa.
Al disponer la pulpa de esta manera, se genera un lixiviado (liquido que se ha filtrado a través de la
pulpa) con las concentraciones de DQO en el rango de 45,000 a 90,000 mg/l.
Considerando lo anterior se estableció:
• La implementación del transporte de la pulpa hasta el área del proceso de secado por
medio de un sistema de transporte helicoidal (sin utilizar agua) para ser descargada en un
trailler (ver foto 2 y 3).
• Eliminación de lixiviados, con el secado inmediato de la pulpa, minimizando el impacto
negativo de este.
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Foto 2. Conductor helicoidal para extraer la pulpa del tren de despulpe
Foto 3 .Tractor utilizado para transportar la pulpa.
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2.1 Proceso de secado de la pulpa.
El proceso de secado se realizo con la pulpa transportada vía seca, la cual presenta las siguientes
características:
• Humedad del 85 %.
• Densidad de 0.68 gm/ml.
Esta pulpa se seco el mismo día que se obtuvo del despulpe y también se evaluó la que se deposito
en el lugar de acopio; los resultados obtenidos en ambos procesos se presentan en el cuadro
siguiente:
Componente Transportada en seco y secada
en patio (el mismo día que se
genero)
Transportada húmeda y
dispuesta en zona de acopio
(con tres meses de residencia
en la zona de acopio)
Humedad % 2.7 % 6.8 %
Nitrógeno total 2.11 % 2.66 %
Fosforo total 0.44 % 0.25 %
Fosforo expresado como P2O5 1.01 % 0.57 %
Potasio 4.87 % 4.95 %
Potasio expresado como K2O 5.87 % 5.90 %
Materia orgánica 86.24 % 76.64 %
Ceniza 13.76 % 20.30 %
Cuadro 3. Cuadro comparativo de la pulpa secada en patios y en la zona de acopio.
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De los análisis anteriores se determino que la pulpa debe ser secada inmediatamente obtenida del
proceso de beneficiado para aprovechar al máximo el contenido de materia orgánica que está
directamente relacionado con el poder calorífico de la biomasa (pulpa) y con un contenido menor
de cenizas.
2.2 Identificación de los equipos a utilizar para el secado de la pulpa.
Una vez determinadas las condiciones de la pulpa a ser secada, se procedió a la evaluación del
proceso de secado, que puede ser efectuado a través de los siguientes procedimientos:
• Presecado mecánico para disminuir la humedad inicial y continuar el secado en patios.
• Proceso de secado completo en patios.
A continuación se describe el resultado del uso de los equipos del presecado mecánico.
2.2.1 Evaluación del exprimidor de pulpa
Los datos obtenidos utilizando un exprimidor de pulpa son los siguientes:
Estado de la pulpa % de humedad
Pulpa recién generada 84 - 86
Pulpa después del exprimidor 76 - 78
Humedad natural de la pulpa 72 – 76
Cuadro 4. Datos del exprimidor de pulpa.
Los datos que se presentan en el cuadro anterior, fueron obtenidos utilizando un exprimidor con
un consumo de energía de 14.92 Kw (20 Hp), para obtener una remoción de agua en la pulpa, del
rango del 6 al 10 %.
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2.2.2 Evaluación de secadora mecánica.
Los datos obtenidos con una secadora mecánica, utilizando aire a temperatura ambiente, son los
siguientes:
Estado de la pulpa % de humedad
Pulpa recién generada 84 - 86
Pulpa después de la oreadora 70 - 72
Humedad natural de la pulpa 72 – 76
Cuadro 5. Datos correspondientes al proceso de oreado de pulpa.
Se observa del cuadro 5, que se obtiene una remoción máxima de 16 % y una mínima de 12 % de
agua en la pulpa, con una demanda de energía eléctrica de 18.65 Kw (25 Hp).
2.2.3 Comparación de resultados
Comparando los resultados en las dos pruebas realizadas en los equipos propuestos, se tiene el
siguiente cuadro:
Experimento Flujo de alimentación
Lb de pulpa/h
Remoción de
agua máxima
alcanzada %
Rendimiento del equipo
Lb agua removida /Kw
Exprimidor 177.06 10.00 1.19
Oreadora 147.00 16.00 1.26
Cuadro 6. Comparación de los equipos evaluados para el proceso de presecado mecánico.
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El cuadro 6 muestra, que el presecado en la oreadora presenta una mejor eficiencia (Lb de agua
removida/KW).
2.2.4 Evaluación del secado en patios.
La pulpa destinada para el proyecto era descargada en los patios de secado, esta era manejada a
través de un tractor, y esparcida en forma circular para aprovechar mejor la incidencia de la luz del
sol, como se observa en la siguiente foto:
Foto 4. Secado de la pulpa en patios.
Los resultados obtenidos en las pruebas de secado realizadas en la temporada 2007 – 2008 se
presentan en el siguiente cuadro:
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Partida Peso inicial
(Lb) Peso final
(Lb) Merma o remoción
de agua (en Lb) % Humedad final
de la pulpa Lb de agua/Lb de pulpa seca
1 147 31 116 3.00 3.74
2 4940 610 4330 2.27 7.10
3 4420 570 3850 2.50 6.75
4 3990 550 3440 2.78 6.25
5 9080 1300 7780 2.21 5.98
6 4210 610 3600 2.34 5.90
7 4420 630 3790 2.21 6.02
8 5480 720 4760 2.21 6.61
9 4710 690 4020 2.24 5.83
10 4860 720 4140 2.21 5.75
11 10290 1370 8920 2.22 6.51
12 10850 1389 9461 2.24 6.81
13 5730 681 5049 2.23 7.41
Total 9871 63256
Cuadro 7. Balance de materia en el proceso de secado en patios de la pulpa.
El cuadro anterior muestra que en total se removieron 63256 Lb de agua (28.75 m3) y se
produjeron 9871 Lb de pulpa seca, obteniéndose un promedio de 0.156 Lb de pulpa seca por cada
libra de pulpa húmeda.
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La humedad optima y estable para la producción de pellet oscila en el rango de 11 a 12.5 %, y
requiere de un periodo de secado de entre 22 a 25 horas, como lo indica la curva de secado
construida para las condiciones ambientales predominantes en el beneficio ATAPASCO.
Grafico 1. Curva de secado de pulpa en patios.
El grafico anterior muestra que la humedad equivalente a la obtenida con los equipos de
presecado corresponde a los tiempos de secado siguientes:
• Presecado con exprimidor equivale entre 6 a 8 horas de secado en patios.
• Presecado con oreadora equivale entre 8 a 10 horas de secado en patios.
2.2.5 Balance de energía para el proceso de secado.
Se consideran los tres casos desarrollados durante la temporada 2007 – 2008:
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2.2.5.1 Proceso de Presecado mecánico (usando exprimidor) y secado en patios.
El consumo de energía utilizada en el proceso de manejo y secado utilizando un exprimidor,
genero los siguientes datos:
Insumo
Capacidad Kcal/Lb
de pulpa seca
% de composición del
consumo de energía total
Transporte 0.00046 0.00003
Tractor 0.17 0.01
Presecado con exprimidor 343.94 20.29
Secado en patio 1,350.93 79.70
Total 1695.04 100.00
Cuadro 8. Balance de energía del proceso de secado, utilizando un proceso de presecado mecánico
(exprimidor).
El cuadro muestra una dependencia en un 20.29 % de la energía eléctrica.
2.2.5.2 Proceso de Presecado mecánico (usando oreadora) y secado en patios.
El consumo de energía del proceso de manejo y secado utilizando una oreadora, genero los
siguientes datos:
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Insumo
Capacidad Kcal/Lb
de pulpa seca
% de composición del
consumo de energía total
Transporte 0.00046 0.00003
Tractor 0.17 0.01
Presecado con oreadora 515.91 30.44
Secado en patio 1178.96 69.55
Total 1695.04 100.00
Cuadro 9. Balance de energía del proceso de secado, utilizando un proceso de presecado mecánico
(oreadora).
El cuadro muestra una dependencia en un 30.45 % de la energía eléctrica.
2.2.5.3 Proceso de secado en patios.
En cuanto al balance de energía de los consumos identificados en el proceso de secado en patios
se tienen los siguientes datos:
Insumo
Capacidad Kcal/Lb
de pulpa seca
% de composición del
consumo de energía total
Transporte 0.00046 0.000027
Tractor 0.17 0.010029
Secado en patio 1694.87 99.989944
Total 1695.04
Cuadro 10. Balance de la energía consumida en el proceso de secado.
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En este caso el uso de la energía eléctrica se reduce a un 0.01 %.
Analizando los procesos anteriores, el secado patios plantea una menor dependencia de energía
electrica pero una mayor demanda de mano de obra, como se observa en el siguiente cuadro:
Proceso Rendimiento del equipo Lb
agua removida /Kw
Rendimiento de mano de obra (Lb de
agua removida/hora –hombre)
Secado con presecado
– exprimidor.
1.19 5.04
Secado con presecado
- oreadora
1.26 5.80
Secado completo en
patios 0.00
4.29
Cuadro 11. Diferencia en la demanda hora/hombre en los tres procesos de secado.
En el cuadro se observa que los procesos con presecado presentan un mejor rendimiento de mano
de obra por libra de agua removida que el usando solo patio, siendo el presecado en oreadora el
mejor, estos datos han sido tomados en cuenta para la evaluación de los costos del proyecto.
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2.2.6 Almacenamiento.
La humedad de la pulpa obtenida del proceso de secado se llevo al rango del 2 y 3 %,
almacenándose bajo condiciones no controladas, debido a que en el beneficio Atapasco no
contaba con una bodega adecuada para tal fin; la humedad ambiente de la zona varia entre el 53%
y 72%, lo que provoco que la pulpa incrementara su humedad; los resultados de este cambio.
Partida
Humedad de la pulpa
almacenada
Enero
%
Humedad de la pulpa
almacenada
Abril
%
Humedad de la pulpa
almacenada
Mayo
%
Humedad de la pulpa
almacenada
Septiembre %
Incremento %
1 3 7.67 9.77 11.67 8.67
2 2.27 7.50 9.00 11.10 8.83
3 2.50 7.46 10.21 12.07 9.57
4 2.78 6.94 9.29 12.22 9.44
5 2.21 6.59 7.86 11.17 8.96
6 2.34 7.44 9.88 11.81 9.47
7 2.21 8.05 11.15 11.95 9.74
8 2.21 6.88 9.58 12.60 10.39
9 2.24 8.00 10.44 11.93 9.69
10 2.21 7.85 8.95 12.26 10.05
11 2.22 7.05 8.77 11.53 9.31
12 2.24 7.30 9.36 11.45 9.21
13 2.23 7.31 9.13 12.83 10.60
Cuadro 12. Condiciones de humidificación en el almacenamiento.
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Los datos obtenidos presentan un incremento de la humedad de la pulpa almacenada en
promedio del 9.53 % en un tiempo de 270 días de almacenamiento, generándose una velocidad
de humidificación de 0.036 %/día de almacenamiento, el cual ha disminuido en los últimos cuatro
meses, lo que indica que la pulpa ha alcanzado su humedad de equilibrio.
Para el almacenamiento de la pulpa se construyo una bodega de 285 m2 que servirá para
almacenar la pulpa seca y donde se ubicara el proceso de producción de pellets.
Foto 5.Bodega (Fondos de Alianza en Energía y Ambiente con Centroamérica).
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2.2.7 Peletizacion de la pulpa seca.
Este proceso no fue realizada en el beneficio Atapasco, ya que no se cuenta con la planta
peletizadora, sin embargo se enviaron muestras de pulpa seca producida en el proyecto a
Hamburgo, Alemania, donde se realizaron las pruebas en laboratorio, obteniéndose los resultados
siguientes:
• La humedad ideal para peletizar pulpa es del 12 % si se considera que esta es la humedad
de equilibrio idónea para el almacenamiento de la materia prima del proceso (pulpa seca).
• La lignina que contiene la pulpa sirve como agente aglutinante y no es necesario agregar
dicho componente a la pulpa o durante el proceso de peletizacion.
• Se pueden producir pellets con una composición del 100% de pulpa, pero los análisis se
efectuaron en una mezcla de 66.67 % de pulpa y 33.33 % de cascarilla, obteniéndose
mejores resultados en la consistencia y el poder calorífico.
• La pulpa es un material idóneo para la producción de pellet, generándose como
consecuencia un incremento en su densidad energética del 1.2 %.
• Que el rendimiento neto de generación por tonelada de pellet es de 15,091 MJ (4,192
KWh), o 1,638 Kcal/Lb de pellet.
• En el análisis químico del pellet producido se observa que el contenido de nitrógeno y
ceniza no cumplen con los parámetros establecidos en las normas europeas de pellet
(ONorm M 7135, DIN 51731 y DIN plus), que implica una restricción para la exportación
del pellet a esta región, por lo que es necesario desarrollar un pellet compuesto entre
pulpa y otras biomasas (procedentes de fuentes disponibles en la zona), que genere un
producto con contenidos de ceniza y nitrógeno, aceptables (ver análisis de pulpa en anexo
1).
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3. Diseño recomendado para el proceso de secado de la pulpa en el beneficio Atapasco.
3.1 Evaluación técnica
El sistema recomendado para el aprovechamiento del poder calorífico de la pulpa es:
1. Despulpado en seco del café uva.
2. Transporte de la pulpa en seco.
3. Presecado mecánico con uso de oradora ( evaluar uso de aire caliente ).
4. Secado al 12 % en patios.
5. Almacenamiento en bodega bajo condiciones de temperatura no mayores a 30 C y
humedad ambiente que oscile dentro del rango de 53 a 70 % (ver diagrama de flujo).
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Figura 1.
Diagrama de flujo del proceso recomendado de secado de pulpa para el beneficio ATAPASCO.
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3.2 Evaluación económica.
Los costos se presentan para los procesos siguientes:
1. Manipulación, secado y almacenamiento de la pulpa.
2. Peletizacion tomando como base los datos obtenidos en el laboratorio.
Proceso de manejo y secado de pulpa Costo $/QQ de pulpa seca generado
Proceso con presecado mecánico usando
exprimidor 4.29
Proceso con presecado mecánico usando oreadora 4.18
Proceso con secado completo en patio 4.13
Cuadro 13. Costos por quintal de pulpa seca (ver en anexo 2, los cuadros de evaluación de costos
para los tres procesos).
Se observa que la diferencia de costos del proceso utilizando presecado con oreadora y el secado
completo en patios, presenta una diferencia de $0.05 por quintal de pulpa seca producida, por lo
tanto se deberá evaluar la dependencia de la mano de obra contra este valor y si es posible
mejorar el rendimiento de la oreadora.
Con respecto al proceso de peletización se considera que producir un quintal de pellet el costo es
de $ 0.85 / QQ de pellet, que equivale a $ 18.77 por tonelada producida.
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3.3 Inversiones realizadas en el proyecto.
En siguiente cuadro se presentas las inversiones que se realizaron con la ejecución del proyecto:
Concepto Valor US$
Costo servicios de supervisión y coordinación del proyecto 12000.00
Costos de laboratorio 2751.24
Equipos e insumos para el desarrollo del proyecto en el beneficio 1209.25
Mano de obra para el proceso de obtención de pulpa seca 633.12
Construcción de bodega para la pulpa 10685.01
total 27,278.62
Cuadro 14. Inversiones realizadas en el proyecto.
3.4 Inversiones a realizar.
Para completar el proyecto se deberán realizar las siguientes inversiones:
3.4.1 Para el proceso de secado:
Alternativa 1. – Uso de presecado mecánico
Si se implementa el secado con oreadora, se deberá construir un horno que utilice las emisiones
gaseosas generadas por las calderas y así mejorar la eficiencia, reduciéndose los costos de
operación. El consto de inversión para la implementación de este equipo es de $ 18,000.00
americanos.
Alternativa 2. – Usando únicamente patios de secado.
Si se utiliza solamente patios para el secado de la pulpa y considerando el que 44.9 Lb de pulpa
húmeda ocupan un metro cuadrado, se requieren de 3000 m2 para satisfacer la demanda de
secado, el beneficio realizará la inversión de la habilitación de 600 m2 de patio adicional para la
presente temporada, dicha inversión se valora aproximadamente en $ 3,500.
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3.4.2 Para el proceso de peletización:
En el siguiente cuadro se muestra los costos de inversión de la planta peletizadora:
Equipo Cantidad Costo de inversión $
Silos de hierro 2 20,000.00
Conductor 2 8,000.00
Dosificador 1 5,000.00
Peletizador 1 50,000.00
Enfriador 1 10,000.00
Transportador 1 8,000.00
Silos de almacenaje 1 60,000.00
Total 161,000.00
Cuadro 15. Costo de inversión de una planta peletizadora de pulpa.
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4. Recomendaciones para el uso de la pulpa seca.
Para utilizar la pulpa seca como biomasa se recomienda:
1. Si se quema en los hornos de las calderas del beneficio es necesario realizar las
modificaciones siguientes:
1.1 Cambiar el sistema de combustión de la caldera a lecho fluidizado para mejorar la
eficiencia de quemado del combustible solido.
1.2 Implementar un sistema de limpieza de parrillas para evitar la acumulación de
cenizas en las parillas.
2. Para comercializar los pellets a mercados Europeos
2.1 Se deberá disminuir el porcentaje de ceniza de la pulpa y para esto es necesario
realizar pruebas de mezclado con otras tipos de biomasas disponibles en el
ámbito local como por ejemplo el caso del aserrín generado en los aserraderos y
así cumplir con las normativas vigentes en Europa.
2.2 Realizar un estudio de mercado para analizar la posibilidad de procesar como
mínimo 25,000 toneladas de pellet, con pulpa de otros beneficios de café u otras
fuentes de biomasa (aserrín, residuos vegetales etc.), que represente una oferta
atractiva para invertir en una planta peletizadora.
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5. Sumario.
El propósito del proyecto fue la implementación del diseño del proceso de secado de pulpa para
su peletización en el beneficio Atapasco, analizando la viabilidad técnica y económica del proceso
y las mejores condiciones de almacenamiento.
Para la obtención de la información se realizaron pruebas de secado en el beneficio monitoreadas
con análisis de laboratorio, que comprendieron la toma de muestras de pulpa húmeda y seca, la
medición de la humedad que se utilizo para definir la curva de secado de la pulpa para las
condiciones del beneficio Atapasco, para finalmente diseñar y construir una bodega de
almacenamiento para la pulpa seca y donde se instalara la planta peletizadora y su
almacenamiento.
Este proyecto ha sido implementado considerando que la pulpa representa el 40 % de los residuos
producidos en el beneficiado de café, con un poder calorífico oscila entre los 3500 a 3600 Kcal/Kg
de pulpa seca, siendo la dificultad de su utilización como combustible, el alto contenido de
humedad con la que se obtiene del proceso (82 %); por esta razón las condiciones mas favorables
para la implementación del proceso de peletizacion de pulpa son:
1. Minimizar el contacto de la pulpa con el agua en el proceso de despulpe y transporte de la
pulpa.
2. Procesar la pulpa el mismo día que es generada.
3. Evitar la generación de lixiviados en el proceso de secado.
4. Secar la pulpa hasta el 12 % de humedad.
5. Almacenar la pulpa en un ambiente controlado monitoreando humedad y temperatura.
6. Generar un pellet compuesto entre pulpa y otro tipo de biomasa que reduzca el contenido
de ceniza y nitrógeno, y que mejore la rentabilidad del proyecto.
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Se presenta a continuación el balance del proceso de producción de pellet con los datos
obentenidos en el proyecto:
Figura 2. Balance general del proceso.
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Los parámetros obtenidos en las pruebas realizadas son suficientemente estables para hacer una
inversión.
Las pruebas de valor calorífico de los pellets fue de 15,000 Kj/Kg, (4.17 KWh/Kg) demuestra que
esta biomasa se puede usar energéticamente, que se trata de productos sólidos y se presta para la
quema de los mismos.
Las ventajas de producir pellets son:
1. Se necesita 2/3 partes menos de capacidad de almacenaje, ya que se comprime por medio
de la peletizacion
2. Se consiguen ventajas del manejo del producto (pellet).
3. El manejo de la quema del pellets es más simple para la producción de vapor, ya que el
pellets es una composición homogénea al quemarse, esto al mismo tiempo mantiene una
constancia de quema eficiente.
4. La mejor humedad para la producción es exactamente el 12%
5. El proceso es flexible y permite la producción de un pellet mixto entre pulpa y cascarilla
(66.67 % de pulpa y 33.33 % de cascarilla), también se puede incorporar otro tipo de
biomasa.
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ANEXO 1
ANÁLISIS QUÍMICO DE LA PULPA
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En el siguiente cuadro se presenta el análisis químico del pellet generado e las pruebas realizadas
en el laboratorio en Alemania:
Parámetro Unidad Pellets
Mezcla 2:1
Humedad % 11.2
Ceniza % 6.1
Materia Orgánica % 64
Valor Calorífico alto MJ/kg 16.41
Valor Calorífico bajo Mj/kg 15.09
Dióxido de carbono % 44.4
Nitrógeno % 1.44
Azufre % 0.08
Cuadro A1-1. Composición química del pellet compuesto.
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ANEXO 2
CUADROS DE EVALUACIÓN DE COSTOS PARA LOS PROCESOS DE SECADOS DESARROLLADOS EN EL
PROYECTO
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Se presentan los cuadros de costos para los tres procesos de secados evaluados en el proyecto:
Cuadro A2-1. Costos de operación del proceso de secado de pulpa en patio.
Nº Insumo Costo $/QQ de pulpa seca
generado
1 Mano de obra 3.02
2 Tractor 0.25
3 Envasado y pesado 0.45
4 Depreciación de equipo 0.46
Total 4.18
Cuadro A2-2. Costos de operación del proceso de secado utilizando presecado con una oreadora.
Nº Insumo Costo $/QQ de pulpa seca
generado
1 Mano de obra 3.1
2 Tractor 0.25
3 Envasado y pesado 0.48
4 Depreciación de equipo 0.46
Total 4.29
Cuadro A2 – 3. Costos de operación del proceso de secado utilizando presecado con un exprimidor
Nº Insumo Costo $/QQ de pulpa seca
generado
1 Mano de obra 3.12
2 Tractor 0.25
3 Envasado y pesado 0.45
4 Depreciación de equipo 0.31
Total 4.13